Коагуляция белка что это
Федор Сокирянский, Илья Лазерсон
Кулинарная наука, или Научная кулинария
ЭТА КНИГА СТАНЕТ НЕ ТОЛЬКО ОТПРАВНОЙ ТОЧКОЙ В ВАШЕМ УВЛЕКАТЕЛЬНОМ ПУТЕШЕСТВИИ В МИР ФИЗИКИ И ХИМИИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ, но и позволит УСОВЕРШЕНСТВОВАТЬ ПРАКТИЧЕСКИЕ КУЛИНАРНЫЕ НАВЫКИ И МАСТЕРСТВО. ЖЕЛАЕМ ВАМ ПОБОЛЬШЕ НОВЫХ КУЛИНАРНЫХ СВЕРШЕНИЙ И ГАСТРОНОМИЧЕСКИХ ОТКРЫТИЙ.
И ПОМНИТЕ: САМЫЙ КОРОТКИЙ ПУТЬ К КУЛИНАРНОЙ НАУКЕ ЛЕЖИТ ЧЕРЕЗ НАУЧНУЮ КУЛИНАРИЮ!
Вы держите в руках довольно необычную книгу о кулинарии. Вопреки возможным ожиданиям читателя, в ней нет кулинарных рецептов, пошаговых инструкций по приготовлению блюд, списков ингредиентов и красивых фотографий. В отличие от большинства кулинарных изданий, отвечающих на вопрос «Как готовить те или иные блюда?», данная книга отвечает на вопрос «Почему те или иные блюда готовятся тем или иным образом?».
Кулинарная наука открывает удивительный мир химических и физических явлений, происходящих в процессе приготовления пищи. В книге рассказывается о составе и свойствах продуктов питания, особенностях их приготовления, хранения и подачи, о новых способах кулинарной обработки пищевых продуктов с использованием привычной бытовой техники и стандартного кухонного инвентаря.
Научная кулинария – это совершенно новый подход к приготовлению пищи, получивший распространение за рубежом и у нас всего несколько лет назад. Суть его заключается в применении базовых знаний химии и физики для создания новых кулинарных блюд, с учетом сочетаемости исходных продуктов, их вкуса, цвета, аромата, консистенции, плотности, кислотности, растворимости и других свойств. В ресторанном бизнесе это кулинарное течение получило название «молекулярная гастрономия», в книге используется термин «научная кулинария». Научная кулинария – это мир неожиданных открытий о давно известных и любимых нами фруктах и овощах, мясе и рыбе, хлебе и сладостях.
Как известно, любая природная материя состоит из молекул и атомов. Но знаете ли вы, что вкус жареной говядины формируется более чем 600 видами различных молекул? Приходило ли вам в голову, что из одного куриного яйца можно взбить 1 кубический метр пены?! Что из куриного бульона готовится прекрасное фруктовое желе? А за вкус приготовленных продуктов «отвечает» одна химическая реакция – реакция Майяра? Вы хотите знать, почему пельмени всплывают из воды при варке, почему яблоки темнеют при нарезке, почему нельзя снимать накипь с бульона и зачем жарить рис перед отвариванием? Если вас интересуют ответы на эти вопросы – эта книга для вас, а если у вас есть дети-подростки, то и для них.
Прилавки магазинов ломятся от огромных количеств разнообразных «лакомств» промышленного производства в соблазнительных ярких упаковках. Реклама в средствах массовой информации назойливо (на грани агрессии) призывает к их употреблению. Устоять трудно. Напор торговцев и рекламщиков воздействует: у детей и подростков формируется не совсем верная модель пищевого поведения. Газированные напитки, снеки и сладости вытеснили из детского рациона питания традиционные полезные и вкусные продукты. Родителям порой тяжело убедить ребенка есть «правильную» пищу и отказаться от столь притягательных, но вредных продуктов. В отличие от зарубежных стран в наших школах пока еще серьезно не обучают правильному и здоровому питанию. Любой ребенок от природы наделен чувством любопытства и жаждой познания всего нового. Задайтесь вопросом, много ли знают наши дети о еде, продуктах питания и способах их приготовления? К сожалению, почти ничего. Эта книга может стать первым шагом в формировании живого и осознанного интереса к кулинарии и продуктам питания у вашего ребенка.
Мы убеждены, что книга «Кулинарная наука, или Научная кулинария», будет интересна и взрослым, и школьникам, и домохозяйкам, и профессионалам. Она откроет читателю поразительный мир пищевых продуктов и кулинарии в неожиданном аспекте.
Часть I Просто о сложном: состав основных категорий пищевых продуктов и химико-физические изменения продукта в процессах его приготовления, обработки и хранения
Глава 1 Углеводы, белки, жиры, вода – основа продуктов
Вся еда, которую мы употребляем в пищу, содержит три основные группы молекул: сахара, белки и жиры. Молекулы сахаров состоят из атомов углерода, водорода и кислорода. Многих из сахаров называются углеводами, поскольку они состоят из перечисленных выше атомов. Строго говоря, сахара включают в себя не только углеводы, но и многие другие соединения – крахмал и даже целлюлозу (главную составляющую деревьев!).
Множество соединенных между собой единиц сахара называются полисахаридами, а в другом физическом состоянии, без контакта с водой и возможностью соединяться с ее молекулами, – моносахаридами. Нам, кулинарам, хорошо известны такие моносахариды, как глюкоза, фруктоза и галактоза. Некоторые из них мы используем в процессе приготовления пищи буквально каждый день.
Глюкоза, фруктоза и галактоза имеют одинаковую химическую формулу (С6Н12O6), но расположение атомов в данных сахарах отличается в каждом конкретном случае, что влияет на главное – вкус этих веществ.
Моносахариды – глюкоза, фруктоза и галактоза
В чем содержатся эти вещества?
Глюкоза и фруктоза присутствуют во многих фруктах и в меде, а также в смеси с другими сахарами. Галактоза же – в неферментированных молочных продуктах.
Сладкие фрукты и овощи (морковь и свекла) содержат довольно много сахаров. Фруктоза – самая сладкая из всех трех видов сахаров, на втором месте по сладости находится глюкоза.
Однако, если нагревать фруктозу до 60 °C, например, при варке вишневого варенья, готовое лакомство окажется кислым. Этот феномен объясняется тем, что при достижении данной температуры, сладость фруктозы снижается ровно в два раза. Именно поэтому знающие хозяйки, употребляя фруктозу с чаем, кладут в чашку всегда на 2–3 ложки больше, нежели обычного сахара рафинада. А вот глюкоза в чистом виде вообще не применяется в качестве подсластителя, так как она еще менее сладкая, чем фруктоза.
Если быть совсем точным, нужно отметить, что ни один из перечисленных сахаров в кулинарии не применяется в чистом виде. Обычно используется дисахарид – их «старший брат», состоящий из более крупных молекул сахара.
Дисахариды – сахароза, лактоза и мальтоза
В кулинарии и пищевой промышленности известны три вида дисахаридов: сахароза, лактоза и мальтоза.
Поговорим о каждом из них в отдельности.
Сахароза состоит из химического соединения двух моносахаридов – глюкозы и фруктозы. Именно этот продукт мы знаем как обычный столовый кусковой сахар-рафинад, или сахарный песок. Этот второй (после фруктозы) по сладости сахар обычно используется для приготовления конфет, поскольку он имеет приятный вкус даже при высоких концентрациях, а также обладает интересными формообразующими (текстурными) свойствами. Концентрация сахара в любом продукте очень важна. Мало кто знает, что при высоких концентрациях всеми любимый коричневый тростниковый сахар становится горьким.
Лактоза состоит из соединенных вместе остатков (остатки – термин органической химии, см. глоссарий) глюкозы и галактозы. Она редко встречается в кулинарии в чистом виде, но содержится в молоке. Лактоза гораздо менее сладкая, чем сахароза, поэтому никогда не используется в качестве подсластителя.
Мальтоза состоит из двух объединенных молекул остатков глюкозы, более всего содержится в ячмене. Аромат пива, кроме зависимости от прочих исходных ингредиентов, определяется наличием мальтозы в этом продукте.
Вместе моносахариды и дисахариды образуют группу углеводов, известную в органической химии как «простые сахара». Их называют «простыми», потому что они легко разрушаются и усваиваются организмом. Кстати, это объясняет и немедленный всплеск энергии, который мы чувствуем после употребления сахаров. Например, чай с сахаром бодрит гораздо больше, чем без него. Присутствие сахаридов, наравне с кофеином, во многих сладких газировках также объясняет их тонизирующие (непродолжительные) свойства.
Коагуляция белков
Если продукт, содержащий белок, нагревают после его денатурации дальше, то добавленное тепло заставляет денатурированные белки передвигаться гораздо быстрее. Развернутые белковые цепи при контакте будут притягиваться друг к другу и формировать белковые сети. Этот процесс известен в науке под названием «коагуляция».
Коагуляция в кулинарии «ответственна» в том числе и за потерю прозрачности сырого яйца в процессе нагрева.
Смыкающиеся цепи белка не позволяют свету проникать внутрь, и прозрачность продукта утрачивается.
Сети белков в процессе коагуляции выступают некой «ловушкой» для воды. Попадая внутрь и связываясь с белками, она превращает жидкость в гель, снижая его текучесть.
Коагуляция может быть как полезна для кулинара, так и доставлять реальные неудобства на кухне. Пельмени, вареники, клецки, макароны и другие изделия из пшеничной муки сохраняют свою форму только благодаря коагуляции белковых сетей, а заварной крем становится комковатым потому, что яичные белки были нагреты до слишком высокой температуры и в денатурированных белках начался процесс коагуляции.
Кулинарный закон:
? Кислоты способствуют и ускоряют коагуляцию белков, крахмалы – замедляют коагуляцию.
Говоря о белках и их роли в кулинарных процессах нельзя не сказать о таком явлении, как синерезис, которое уже упоминалось выше. Синерезис – процесс вытеснения воды или жидкости из белковых сетей в продукте. Это происходит из-за наличия электростатических напряжений между положительными и отрицательными заряженными атомами серы в белковых продуктах.
Процесс синерезиса всегда нежелателен в приготовлении пищи, поскольку ведет к тому, что пища высыхает.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Коагуляция белка что это
Кулинарный закон:
♦ Белки разрушаются при различных температурах, знание диапазона температур, при которых разрушаются и денатурируют белки, дает ключ к получению наилучших результатов в процессе приготовления пищи.
Коагуляция белков
Кулинарный закон:
♦ Кислоты способствуют и ускоряют коагуляцию белков, крахмалы – замедляют коагуляцию.
Ферменты и пигменты
Важно!
Белки – не просто часть мясных и рыбных продуктов, но и вещества, обеспечивающие:
♦ стабилизацию (как водно-жировой смеси, так и водно-воздушной смеси);
♦ влияние на текстуру – методом как задержки воды (гелеобразование), так и водоотведением (синерезис);
♦ влияние на вкус и качество протекания главной реакции в кулинарии реакции Майяра.
Процесс коагуляции белка – главный процесс в кулинарии, которым нужно учиться управлять.
Насыщенные жиры
Ненасыщенные жиры
Кулинарный закон:
♦ Жиры, которые используются для жарки, должны нагреваться по крайней мере до температуры 180 °C.
Жарить при более низких температурах строго не рекомендуется.
Советы кулинарам:
♦ масло при жарке нельзя недогреть и нельзя перегреть;
♦ всегда храните растительные масла в холодильнике, а
оливковое – при комнатной температуре;
♦ никогда не жарьте на оливковом масле;
♦ используйте кисточку для нанесения масла на продукты перед жаркой, обмазывая их поверхность, не наливайте масло прямо в сковороду или сотейник.
Это позволит вам не допустить излишков масла в сковороде и обеспечить равномерную прожарку продуктов.
Процессы растворения
Как можно изменить температуру кипения
Что такое «эмульсия»?
Советы кулинарам:
♦ всегда готовьте, используя только очищенную, не минерализованную воду;
♦ не солите пищу в процессе варки и тушения в воде;
♦ чем больше содержание поваренной соли в организме – тем хуже гомеостаз и обмен веществ;
♦ в сутки человеческий организм теряет около 12 стаканов воды (2400 мл). Желательно чтобы это количество компенсировалось через пищу и питье в пропорции 50/50.
Коагуляция белков молока простыми словами и зачем о ней нужно знать сыровару
Ах, как прав был Михайло Васильевич Ломоносов, сообщивший миру: «Широко простирает химия руки свои в дела человеческие..». Но сыроделу, пожалуй, ближе высказывание другого французского ученого-химика. Пьер Эжен Марселе́н Бертло́ уже лет 300 назад утверждал: «Химия сама создаёт свой объект. Эта творческая способность, сходная с творческой силой искусства…»
Сыроделие – это «в чистом виде» химия природных соединений, обильно приправленная творчестом. Суть в том, что молоко почти на 90% состоит из воды. Жиры и белки (казеины) составляют лишь около 4% и 3% соответственно, но именно они – то, что станет сыром. Задача производителя – максимально отделить воду, собрать жиры и белки, и, воздействуя на них биохимическими и механическими процессами, создать сыр с определённой текстурой, вкусом и ароматом.
Простыми словами, коагуляция белка (или желирующая способность молока) – это свертывание молока до плотного сгустка. Самый простой способ добиться свертываемости и отделения сыворотки – подождать пока молоко скиснет или же увеличить кислотность свежего молока принудительно: соком лимона, уксусом, кефиром, творогом. Именно кислотная коагуляция чаще всего используется в домашнем сыроделии.
Коагуляция – это один из самых важных этапов в сыроделии, т.к. время свертывания индивидуально для каждой партии молока. Если к сырью, взятому от разных коров, добавить идентичное количество одного и того же фермента и держать в схожих условиях, то молоко достигнет состояния плотного сгустка не одновременно и разница во времени может быть существенной.
Ферментативная коагуляция выполняется с использованием специально созданных молокосвёртывающих ферментов (энзимов) и бактериальных заквасок, они могут быть животного и микробиального происхождения. Ферменты присутствуют во всех живых клетках и способствуют превращению одних веществ в другие и значительному ускорению реакций. В сыроделии они вызывают сложные биохимические процессы, разрушают оболочку мицелл белка, обеспечивают сцепление частиц друг с другом и создание микрофлоры, характерной для данного вида сыра. Молоко из жидкого состояния управляемо и быстро переходит в качественный сырный сгусток, калье.
Важно! Ферменты показывают оптимальную активность при определённом температурном режиме, соблюдайте рекомендации производителей.
Точка флокуляции –
это время, за которое молоко под действием фермента (коагулянта) начинает превращаться из жидкости в гель. Зная точку флокуляции можно рассчитать время коагуляции: количество минут, которое необходимо выждать от момента внесения фермента, чтобы приступить к нарезке сгустка. Сырный сгусток, нарезанный до срока даст рыхлое тело сыра и, возможно, усилия окажутся напрасными. Время коагуляции для каждого рецепта определяется индивидуально и зависит от качества конкретной партии молока
Точку флокуляции в домашнем сыроделии определяют так:
Время свертывания (коагуляции) определяют по формуле: K (минут) = F(минут) * M.
Мультипликатор флокуляции (М) это коэффициент для каждого сорта сыра. Для мягких сыров М = 3.5-8, для полутвёрдых 2.5-4, для твёрдых 1.5-3
Пример расчета времени коагуляции для полутвердого сыра
Предположим, что время флокуляции конкретного молока составляет 16 минут. Для полутвердого сыра М равно 3. Время, через которое можно приступить к нарезке сгустка K = 3 * 16 = 48 минут.
По окончании расчетного времени коагуляции, прежде чем начать нарезку сгустка, проводят практическую проверку его готовности или
тест на чистое отделение
Суть метода: сгусток аккуратно надрезается ножом. Если край разреза легко и чисто отделяется лезвием ножа, то сгусток готов к последующей обработке. Если края разреза не раздвигаются или слипаются, частички налипают на лезвие, время коагуляции нужно увеличить еще на 10-15 минут
Основы кулинарной науки. Часть 1
1. Зачем это надо?
Если вы читали первые уроки, посвященные инвентарю, то знаете, что чугун очень хорошо удерживает тепло, но медленно греется. Медь, наоборот, греется быстро и равномерно распределяет тепло. Но даже, если бы вы не прочитали об этом, то обнаружили бы опытным путем во время готовки.
Как видите, чем больше мы разбираемся в кулинарных процессах, тем больше узнаем о химии и физике. Кулинария и наука тесно связаны, поэтому профессиональные повара тщательно изучают процессы, происходящие в продуктах, чтобы всегда добиваться на кухне потрясающих, а главное контролируемых результатов.
Домашнему повару знать это не обязательно, но очень полезно. Если вы будете понимать, как устроена кулинария изнутри, то всегда сможете сделать правильное тесто, добиться золотистой корочки на мясе или загустить соус. Даже самые точные рецепты не подарят вам такой уверенности на кухне, как знание базовых кулинарных техник.
Если какая-то информация на данном этапе покажется вам сложной или не нужной, не страшно. Когда-нибудь, готовя то или иное блюдо, вы вдруг поймаете себя на мысли, что понимаете, что происходит, и скажете: “Ага!”.
2. Из чего состоит пища?
Наша еда состоит из белков, углеводов, жиров и небольшого количества минералов и витаминов.
Для сбалансированного здорового питания вы должны получать 45-50% энергии от углеводов, 30-35% от белков и 15-20% от жиров.
Углеводы (крахмалы и сахара) дают нам энергию и играют важную роль в усвоении жиров. Углеводы бывают простые и сложные (комплексные). Комплексные углеводы в свою очередь делятся на крахмалистые (рис, злаки, гречка, и др.) и фиброуглеводы – всевозможные овощи и зелень.
Простые углеводы – это моносахариды (фруктоза, глюкоза и галактоза) и дисахариды – обычные сахара. Если следите за фигурой и здоровьем, то максимально снижайте употребление дисахаридов, не злоупотребляйте фруктозой и делайте упор на комплексные углеводы.
Белки (протеины) – это строительные материал для нашего тела. Состоят они из аминокислот. Из 20 необходимых человеку аминокислот организм вырабатывает только 11, а остальные 9 мы должны получать вместе с пищей, животной или растительной.
Белок в отличие от жиров не умеет запасаться в организме, поэтому желательно включать белковые продукты в каждый прием пищи. Особенно это касается спортсменов.
Жиры делятся на 4 типа: насыщенные, ненасыщенные, полиненасыщещенные и трансжиры. Большинство растительных и животных жиров в умеренном количестве не вредно и даже полезно для нашего организма. Жиры помогают усваиваться жирорастворимым витаминам, улучшают здоровье суставов и кожи, ускоряют метаболизм, дают энергию. Лучшие жиры – это оливковое масло, рыбий жир, орехи.
Самые вредные и опасные жиры – это трансжиры. Навсегда вычеркните из своего рациона маргарин, не злоупотребляйте фастфудом и покупными кондитерскими изделиями. Если хотите бургер, лучше приготовьте его сами из качественных ингредиентов.
Минералы, витамины бывают водорастворимые и жирорастворимые. Они в небольшом количестве содержатся во всех продуктах, поэтому для здорового питания необходим сбалансированный и разнообразный рацион.
Длительная термическая обработка и высокая температура разрушает витамины и минералы. Старайтесь выбирать способы приготовления, которые сохраняют как можно больше полезных веществ в продуктах.
3. Что такое тепло?
Теперь, когда мы знаем, из чего состоят продукты, давайте посмотрим, как мы их можем приготовить. Приготовление еды – это передача тепла от теплового источника в пищу с целью произвести в ней необходимые изменения.
Тепло, в свою очередь, — это энергия, связанная с движением молекул и атомов. Чем выше активность молекул, тем выше температура предмета. В твердых предметах молекулы не движутся, а вибрируют, выделяя энергию. В жидкостях молекулы двигаются свободно и даже могут оторваться от поверхности и превратиться в газ. Это называется испарение.
Когда горячий предмет сталкивается с холодным, молекулы во втором начинают ускоряться, а в первом замедляться. Мой любимый аттракцион детства Автодром отлично иллюстрирует это. Просто представьте, что каждая машинка – это молекула.
Когда холодные и горячие молекулы сталкиваются, то одни ускоряются, а другие замедляются, прямо как машинки на детском автодроме. Фото: centralpark.kh.ua
Вся кулинария основана на том, как энергия перемещается в продукты, внутри продуктов и из продуктов. Это база, из которой вытекает все остальное: текстура, аромат, пищевая ценность и даже безопасность пищи. Поэтому, один из главных навыков в кулинарии – это контроль тепла.
4. Еда и тепло
Теперь давайте посмотрим, как тепло влияет на различные компоненты пищи. Ниже представлены основные процессы в кулинарии, в которых должен разбираться каждый повар.
Углеводы: желатинизация крахмалов и карамелизация сахаров
Желатинизация крахмалов. Крахмал – традиционный загуститель в кулинарии. Когда смесь крахмала и жидкости нагревается, гранулы крахмала поглощают жидкость и увеличиваются в размере, отчего смесь становится густой. Этот процесс называется желатинизация и происходит при температуре от 66 до 100 С в зависимости от используемого крахмала.
Карамелизация сахаров. Под воздействием температуры сахар сначала плавится, образуя густой сироп, а потом изменяет цвет, становясь все более коричневым и приобретая характерный вкус и аромат. Этот процесс называется карамелизация. Карамелизация происходит при приготовлении соусов и десертов, а также отвечает за образование румяной корочки на хлебе, мясе и овощах.
Белки: денатурация, коагуляция и реакция Майяра
Денатурация и коагуляция белков. Аминокислоты, из которых состоят белки соединены в длинные цепи. Тепловая обработка разрушает эти цепи. Этот процесс называется денатурация. При дальнейшем увеличении температуры начинается коагуляция (свертывание) – необратимый процесс, при котором белковый продукт теряет жидкость, сжимается и становится плотным.
Каждый белок имеет определенную температуру денатурации. Для рыбы это 30 С, для яичного белка — 55 С, а для мяса — 60 С. Большинство протеинов полностью коагулирует при 71- 85 С.
Реакция Майяра. В продуктах с небольшим содержанием сахара и большим содержанием белка за изменение цвета в сторону коричневого отвечает другая реакция – реакция Майяра. Когда продукт нагревается, аминокислоты вступают в реакцию с молекулами углеводов, и начинается сложная химическая реакция, в ходе которой появляется характерный цвет и аромат. Наиболее активно она происходит при температуре выше 160 градусов. Яркие примеры реакции Майяра – жареное мясо, кофе, шоколад, темное пиво.
Не удивляйтесь, что я привожу одинаковые примеры и в параграфе про карамелизацию, и здесь. Дело в том, что часто во время приготовления продуктов одновременно происходят обе эти реакции.
Размягчение соединительной ткани. Соединительная ткань состоит из коллагена и эластина. Коллаген – это очень жесткий белок, который образуется в самых подвижных мышцах животного. Поэтому такие отрубы как ноги или шея очень плохо подходят для быстрого обжаривания. Однако если долгое время тушить эти части в жидкости при температуре выше 55 градусов, то коллаген размягчится и превратится в желатин, а мясо станет нежнее.
Жиры: точка дымления
Точка дымления. Важное свойство жиров – то, что они не испаряются, как вода, отчего их можно нагреть до очень высоких температур. Именно поэтому они используются для быстрой обжарки продуктов и образования на них ароматной румяной корочки. Тем не менее у каждого жира существует определенная температура дымления, при превышении которой он начинает разрушаться и издавать неприятный запах. Животные жиры начинают дымиться при температуре около 190 С, а растительные при 232 C.
Вода: кипение и испарение
Poaching
Simmering
Boiling
Испарение. Активное испарение воды, то есть переход из жидкого состояния в газообразное, начинается при температуре 100 С, однако в незначительной степени испарение происходит и при более низкой температуре.
Температуры, которые важно помнить:
0 С – замерзание воды
60 С – коагуляция белков
65 С – желатинизация крахмалов
100 С – испарение воды
140 С — реакция Майяра
160 С – карамелизация сахаров
